Эволюционное направление направление эволюции

Строение органов чувств животных особенно явно определяется физиче скими факторами. Поэтому эти органы часто обладают конвергентным сход ством. Неоднократно на разных эволюционных направлениях возникали гла за. Наиболее примитивные глаза способны лишь отличать свет от темноты Одиако независимо несколько раз в ходе эволюции возникают настоящие гла [c.234]

Подход, получивший название направленной эволюции белковых молекул, не требует досконального знания особенностей строения и функционирования создаваемых белковых молекул [5-7]. В основе этого экспериментального направления исследований лежат идеи, хорошо известные в эволюционной биологии. Для осуществления направленной эволюции белков в условиях лаборатории создают большие клонотеки случайных аминокислотных последовательностей, из которых вначале тем или иным [c.274]

Несостоятельность эволюционного учения Вернадского заключена в его главной идее, допускающей возможность детерминистического развития биосферы, продиктованного научным мышлением. Антропоцентризм учения возносит человека над миром, наделяет его способностью предусматривать будущее развитие природы и общества, выбирать направление эволюции и управлять всем ходом этого процесса. "Человеку внушается, - писал С. Булгаков в самом начале XX в. о рационалистическом мировоззрении, - что он есть высшее в мире, что он автономен, что он прекрасен, что он разумен, самодовлеющ, что он Бог, если не в единичности и обособленности, то в своем целом, вместе с другими" [37. С. 50]. [c.40]

Но если это так, то в результате каких же процессов возникают адаптации и как создаются эволюционные направления, если и то, и другое — черты, ярко выраженные как в палеонтологической летописи, так и у ныне существующих видов Для сторонников прерывистой эволюции ответом будет отбор видов (термин, созданный Стенли [18]). Согласно этой точке зрения, эволюционные направления могут возникнуть 1) потому что некоторые случайно образовавшиеся изоляты более устойчивы, чем другие, либо (а) потому, что они лучше приспособлены в обычном смысле, либо (б) вследствие экологических условий той местности, в которой они оказались изолированными (например, случайное отсутствие какого-либо прожорливого хищника) и (или) 2) потому что у некоторых видов в результате их организации или экологии видообразование происходит чаще, чем у других. Эти возможности проиллюстрированы на рис. 5.4. Как в случае 1, так и в случае 2 создаются эволюционные направления, но возникающие при этом адаптации, особенно в случаях 16 и 2, вряд ли окажутся такими совершенными, как те, которые могут возникнуть в результате более обычного постепенного видообразования. [c.115]

Для того чтобы показать более конкретно различие между постепенной и прерывистой эволюцией в плане эволюционных направлений и адаптаций, рассмотрим классический пример эволюции современной лошади, далеким предком которой был [c.115]

Эволюция млекопитающих началась с небольших животных и включала укрупнение размеров тела. Эта тенденция, однако, не имела всеобщего характера. Действительно, хотя в любом ряду поколений обнаруживается тенденция к увеличению максимальных и средних размеров, минимальные размеры и даже, быть может, мода размеров тела, несмотря на весь разброс этого показателя, остаются на прежнем уровне. Со временем появляются виды таксона с более крупными размерами тела, но это не означает обязательного исчезновения мелких видов. Гипотеза Стэнли (1973) разъясняет реальное направление эволюции и предсказывает преимущественную, но не абсолютную тенденцию к эволюционному укрупнению животных. Многочисленные примеры этого явления наблюдались и в эволюции млекопитающих, когда средние размеры животных увеличивались, а мода этого показателя оставалась в общем невысокой (рис. 6.2). [c.156]

Хотя в гл. 2 при рассмотрении общих направлений эволюции приматов и отмечалось существование нескольких симпатрических видов ранних африканских гоминид, все остальное изложение основывалось главным образом на том специально не оговаривавшемся допущении, что гоминиды являлись однородной группой, сталкивавшейся с одними и теми же экологическими проблемами и прибегавшей к их одинаковому адаптивному разрешению. Это, однако, — явное упрощение ситуации. Безусловно, более широкий и общий взгляд на ранних гоминид, позволяющий сравнить их с другими группами животных, имеет свои преимущества необходимо, однако, учитывать и тот факт, что на протяжении плиоцена и плейстоцена гоминиды представляли собой неоднородную группу африканских приматов и обнаруживали значительную вариабельность. Разнообразие гоминид заслуживает самого пристального эволюционного и экологического изучения. [c.292]

В настоящее время, конечно, нереально, руководствуясь только общими соображениями, проследить, например, посредством ЭВМ, точные траектории эволюционного процесса. Однако это пока и не нужно. Сейчас вполне достаточен термодинамический подход — выявление лишь начальных и конечных состояний в каждом направлении эволюции. Тогда оказываются ненужными детальные вычисления и становится возможной оценка предельных состояний. Так, если ведущим критерием естественного отбора (т. е. фактором эволюции) при становлении биохимических реакций служит их скорость, легко в принципе оценить, когда дальнейшее совершенствование ферментов станет бесполезным из-за медленности диффузионных потоков реагентов и продуктов. Ведущим критерием отбора, фактором эволюции станет интенсивность перемешивания, и предел возможностей биологической эволюции на данном этапе также можно будет оценить по предельно достижимой скорости перемещения организмов в пространстве. Применительно к биологии такой термодинамический подход выглядит как принцип предельного совершенства при анализе основных этапов эволюции. [c.7]

Для характеристики направлений процесса эволюции полезно понятие эволюционного потенциала, определяемого как предельное для данного направления кинетическое совершенство /шах- [c.22]

Эволюция в данном у-м направлении идет до тех пор, пока кинетическое совершенство 1[ не сравняется с таком состоянии исчерпания потенциала система может находиться неопределенное время, пока случайные мутации не толкнут ее на новое эволюционное направление. Естественный отбор с высокой [c.22]

Можно представить себе эволюционное возрастание /( как движение по радиусу-вектору в КгМ направлении (/С, задается дугой окружности, измеряемой в радианах, отсчитываемой от направления эволюции в начальный момент времени). Каждому К соответствует некоторый диапазон /Сз б. Пусть, для определенности, поочередно вступающие в действие критерии отбора (факторы эволюции) располагаются друг за другом на окружности при движении по часовой стрелке. Тогда при данных усилиях процесс эволюции может быть представлен серией эволюционно-таксономических диаграмм (рис. 6). Процесс эволюционного совершенствования по данному критерию-состоит в движении по радиусу-вектору в секторе К Ь. Мерой [c.31]

РИС. 6. Эволюционно-таксономические диаграммы — изменения во времени /<у — факторы, определяющие направления эволюции (т. е. увеличение / ), расположены по окружности, по часовой стрелке и измеряются отрезком дуги окружности в радианах. Кинетическое (биологическое) совершенство измеряется суммарной площадью диаграммы а, б, в, г, д — различные этапы эволюции [c.32]

Направление биологической эволюции определяется физикохимическими и биологическими факторами. Эволюционное развитие направлено в сторону все большего кинетического (биологического) совершенства. Как следствие этого, за счет сопряженной траты термодинамического потенциала системы, объекты эволюции развиваются в направлении все большего усложнения, все большего удаления от термодинамически вероятной случайной последовательности мономеров в полипептидной цепи. [c.231]

Биологическая конвергенция — образование сходных признаков на разных траекториях эволюционного процесса — важное свидетельство детерминированности биологической эволюции. Анализ имеющихся данных показывает, что конвергенция является скорее правилом, чем исключением, и захватывает не только морфологию, но и физиологию и биохимию неродственных организмов. Неоднократное возникновение в принципе одинаковых приспособлений на разных эволюционных направлениях означает существование предельно совершенного решения. К этому решению стремятся эволюционные траектории берущие начало в разных местах филогенетического древа. [c.234]

Вернемся к первичному бульону. По-видимому, его стали заселять стабильные разновидности молекул стабильные в том смысле, что отдельные молекулы либо сохранялись в течение длительного времени, либо быстро реплицировались, либо реплицировались очень точно. Эволюционные направления, ведущие к стабильности этих трех типов, выражались в следующем если бы вы взяли пробы бульона в два разных момента времени, то вторая проба содержала бы больше типов с высокими продолжительностью жизни, плодовитостью и точностью копирования. Это, в сущности, то, что имеет в виду биолог, говоря об эволюции применительно к живым организмам, и совершается она с помощью того же самого механизма — естественного отбора. [c.22]

Очевидно, что конечности и туловище машины выживания должны составлять важную часть моделируемого мира исходя из тех же соображений следует полагать, что и само моделирование — это часть того мира, который предстоит моделировать. Все это действительно можно назвать самосознанием , но я не считаю такое объяснение эволюции сознания вполне удовлетворительным, оно удовлетворительно лишь отчасти, потому что включает в себя бесконечную регрессию — если существует модель модели, то почему бы не быть модели модели модели... Каковы бы ни были философские проблемы, порождаемые сознанием, в рамках нашего изложения его можно представить как кульминацию некого эволюционного направления к независимости машин выживания, способных принимать решение независимо от своих верховных хозяев-генов. Мозг теперь не только изо дня в день занимается всеми делами машин выживания он [c.52]

Однако такая стратегия окажется эволюционно стабильной лишь в случае близкого родства последних с теми индивидуумами, о которых они заботятся это родство должно быть по крайней мере таким же близким, как если бы это были их собственные дети. Хотя подобное направление эволюции теоретически возможно, оно, по-видимому, смогло реализоваться только у общественных насекомых. [c.137]

Конвергенция обусловлена тем, что хромосома и клетка имеют жесткую организацию и развиваются по собственным. эволюционным направлениям, частично независимо от среды. Именно поэтому дифференциальная смертность и дифференциальное размножение Играют второстепенную роль в эволюции [c.374]

Попробуем переформулировать концепции прогресса и специализации, исходя из типов эволюционных направлений. На такой основе можно выделить три главных типа эволюционных направлений 1) кратковременные направления специализации, примером которых служит одна из боковых ветвей у гавайских цветочниц (гл. 31) 2) длительные направления специализации, примером которых служит эволюция копыта у лошади (гл. 26) (эти два направления являются канализированными и самоограничиваю-щимися) 3) прогрессивные эволюционные направления, которые влекут за собой общее соверщенствование биологической организации. Ряд наземные рептилии—теплокровные млекопитающие— млекопитающие, обладающие способностью к высшей нервной деятельности, — разумные гоминиды представляет собой лишь один пример прогрессивной эволюции другим примером служит ряд папоротники — семенные растения — деревянистые покрытосеменные—однолетние травянистые покрытосеменные . [c.334]

Таким образом, неизбежен вывод о невозможности предсказания хода эволюционного процесса биосферы, поскольку составляющие этот процесс впервые возникающие статистико-детерминистические явления включают элементы случайности. Поэтому учение Вернадского, как и учение Тейяра де Шардена, о переходе биосферы в ноосферу, царство разума, где естественная эволюция будет заменена сознательно планируемым развитием, несостоятельна в принципе, а не в силу неполноты научных знаний. Все вопросы, касающиеся предсказания эволюционных явлений, направленности стратегического развития биосферы, человечества, общества и даже отдельной личности, не могут быть отнесены к научной проблематике, поскольку и эволюция биосферы, и развитие научного познания являются нелинейными неравновесными процессами, совершающимися по беспорядочно-поисковому механизму вдали от положения равновесия, где воздействие случайного фактора, каким бы незначительным он не казался, может оказаться чрезвычайно большим. [c.43]

Другая грань конструктивной роли необратимых процессов я резкого различия между порядком и случайностью открывается перед нами, если мы рассмотрим в качестве примера механизм биологической эволюции. Со времен Дарвина принято считать маловероятным, что биосфера является тем статическим, гармонично детерминированным миром, который некогда открылся Кеплеру, созерцавшему звездное небо. Биологические виды и даже предбиологические макромолекулярные соединения [1.11, 12] являются самоорганизующимися системами. Они непрестанно становятся , т. е. пребывают в состоянии возникновения, которое существенно зависит от случайных событий. Случайно и независимо от направления эволюции создается обширный банк наследственных генетических вариаций. Этот банк служит бесценной сырьевой базой для эволюции. Именно в нем эволюция находит благоприятные вариации, частота которых в популяции последовательно возрастает и стабилизуется точными, однозначно определенными законами передачи наследственных признаков. Нетрудно видеть, что отличительная особенность эволюционной теории, заведомо не имевшая аналогов в физических науках в те времена, когда создавалась эволюционная теория, придает случайным событиям необычайно важное значение. Мутации играют роль случайного двигателя прогресса. Однако мутации приводят и к гораздо более важным и далеко идущим последствиям, поскольку именно такие случайные события наугад выбирают один из нескольких возможных путей эволюции. По общепринятому ныне мнению исход эволюции биосферы не определен однозначно. Если бы жизнь на какой-нибудь другой планете развивалась в тех же условиях, в каких происходила эволюция живого на Земле, то мы вполне готовы к тому, что формы жизни могли бы быть совершенно иными (не исключено даже, что в основе их лежала бы совершенно другая химия). По общему мнению при надлежащих условиях возникновение жизни неизбежно. В этом смысле жизнь — явление физическое, материальное, детерминированное. Однако из сказанного отнюдь не следует, что жизнь предсказуема. Наоборот, на более современном яэыке можно было бы сказать, что в процессе развития жизнь непрестанно осуществляет случайный выбор одного из многих (быть может, даже бесконечно многих) возможных сценариев. Предсказать достоверно, какого именно сценария будет [c.15]

Морфологический прогресс — относительно малоэффективный способ преодоления диффузионного барьера. Второй — высокоэффективный способ — активное перемещение в пространстве организмов илн среды к организмам. Первым щагом на этом пути служит беспорядочное движение — простое перемешивание. Ненаправленное перемешивание приводит к увеличению сечения взаимодействия реагентов, к росту вероятности столкновения молекул, и, следовательно, к возрастанию скорости реакций. Эволюционный потенциал в этом направлении эволюции определяется возможностью векторизации перемещений в пространстве — выработки механизмов все более целеустремленного, все менее беспорядочного движения. Геометрический образ эволюционного процесса и в данном случае (как и в случае катализа или матричного воспроизведения)—переход от сферически симметричных траекторий к уникальной. Предел эволюции здесь физически определен весьма жестко. Скорость биохимических реакций лимитируется скоростью потока реагентов и продуктов, равной скорости свободного пробега молекул в среде, т. е. скорости звука. Эволюционный потенциал этого этапа соответствует возможному изменению скорости заполнения пространства веществом данного вида от скорости диффузии (10" —10 см/сек) до скорости звука (Ю см/сек), что составляет 7—8 порядков. [c.167]

В предполагаемый эволюционный ряд лошадей от НугаШкегшт до Едш5 входит не менее 12 родов и несколько сотен видов. Главные направления в эволюции лошадей касались передвижения и питания. Они отражали адаптацию к изменявшимся условиям среды и включали следующие тенденции [c.289]

Hyra otherium —трехпалое, существо величиной не больше собаки. Палеонтологическая летопись свидетельствует, по-видимому, о постепенном изменении размеров тела и формы, приведшем в конечном счете к хорошо знакомому нам Equus. Классическое объяснение с позиций постепенной эволюции сводится к прогрессивному изменению под действием естественного отбора (см. разд. 3.2). В противоположность этому теория прерывистого равновесия объясняет направления в эволюции лошадей как результат асимметрии генеалогического древа. Эволюционная история лошади рассматривается как видообразовательная линия, в которой возникали некоторые новые виды, отличавшиеся большими размерами тела и сокращением числа пальцев, а также другие виды с совершенно иными морфологическими изменениями. Виды с более крупным телом и редуцированными пальцами оказались более удачливыми, чем виды с более примитивными признаками — большим числом пальцев и меньшими общими размерами, — и это привело к асимметрии генеалогического древа. С течением времени центр тяжести явно склоняется в сторону более крупного вида с одним пальцем (как, например, на рис. 5.4). [c.116]

Теперь будет расти численность только тех носителей информации, селективная ценность W которых оказывается выше порога Е. Здесь, вероятно, наиболее важно то обстоятельство, что средняя продуктивность Е во всей системе непрерывно растет в ходе эволюции до тех пор, нока не будет достигнут ее оптимум, равный максимальной селективной ценноста возможной для данной системы видов. Приближение Е к совершенно аналогично рассматриваемому мною исчерпанию эволюционного потенциала в данном направлении эволюции. [c.40]

При сопоставлении наших взглядов для дальнейшего изложения, вероятно, наиболее существенно сравнение понятий селективного преимущества и кинетического (биологического) совершенства. Смысл этих понятий очень близок. И Wi и i служат критериями в процессах естественного отбора. Величина W , введенная Эйгеном, аналогична понятию эволюционный потенциал данного направления эволюции, введенному выше. [c.41]

Эволюционный потенциал эгапа эволюции, начинающегося с выработки. аппаратов активного перемещения, обусловлен в основном возможностью векторизации перемещений в пространстве, выработки механизмов -строго направленного движения. Наиболее сложно при этом обеспечение перемещений к произвольно движущейся цели. Такая задача возникла в процессе эволюции после выработки механизмов произвольного перемещения к относительно неподвижным целям. Но особенно острой она становится при взаимодействии жертвы и хищника. Речь здесь идет о высокосовершенной жертве, способной к сложным произвольным движениям, и соответственно о не менее совершенном хищнике. Преследование совершенной жертвы совершенным хищником сопряжено с предельно совершенным управлением перемещений в пространстве. [c.191]

Однако несмотря на разработку ряда эволюционирующих моделей (коацерват А. И. Опарина [85], автокаталитическая система М. Кальвина (88]), помогающих представить, как могла бы произойти д>био-логическая химическая эволюция, остаются совершенно неявны ли и необъяснимыми причины и движущие силы эволюционного процесса, направленность естественного отбора, т. е. неясна, почелсу должна осу- [c.229]

Понятие элементарной дуплицированной открытой каталитической системы (ЭДОКС). Отсутствие в теории эволюционного катализа представлений об основных принципах построения биоструктур и механизмах переноса энергии в них, которые могли бы быть положены в основу анализа конкретных путей биогенеза, не позволили в рамках этой теории сформулировать подробный механизм предбиологической эволюции ферментов. Согласно А. П. Руденко, ЭОКС претерпевают в своем развитии цепи параллельных, независимых друг от друга эволюционных изменений, приводящих в конце концов к появлению катализаторов с максимальной активностью [22]. Для понимания процесса биогенеза ферментов этого, по-видимому, недостаточно, поскольку важно знать, каков тот идеальный механизм катализа и какова та структура катализатора, в направлении которой осуществляется развитие примитивных форм. Кроме того, существенно также указать механизм развития, благодаря которому осуществляется совершенствование биокатализаторов. [c.113]

Паркер и др. (Рагкег е1 а1.) показали, что такая асимметрия могла возникнуть из первоначальной изогамии. В те дни, когда все половые клетки были равноценны и имели примерно одинаковые размеры, среди них попадались клетки, которые чисто случайно оказались чуть крупнее других. В некоторых отношениях крупная изогамета, вероятно, имела известное преимущество над изогаметой средних размеров, потому что она, благодаря большому начальному запасу пищи, закладывала хороший фундамент для развития зародыша. Возможно поэтому, что существовало эволюционное направление в сторону увеличения размеров гамет. Однако в этом таилась некая опасность возникновение в процессе эволюции изогамет, более крупных, чем было строго необходимо, открывало дорогу эксплуатации в эгоистичных целях. Индивидуумы, вырабатывавшие гаметы более мелких, чем средние, размеров, могли заработать , если бы им удалось обеспечить слияние своих мелких гамет с чересчур крупными. Этого можно было бы достигнуть, если бы мелкие гаметы стали более подвижными и обладали способностью к активному поиску крупных гамет. Преимущество, получаемое индивидуумом, который продуцирует мелкие быстро перемещающиеся гаметы, состоит в том, что он может позволить себе производить большее число гамет и поэтому потенциально иметь больше детей. Естественный отбор благоприятствовал образованию мелких половых клеток, которые активно искали крупные, чтобы слиться с ними. Таким образом, можно представить себе развитие двух дивергирующих сексуальных стратегий . Была стратегия большого вклада, или честная стратегия. Она автоматически открыла путь для эксплуататорской стратегии малого вклада. Как только началась дивергенция двух стратегий, она, вероятно, стала развиваться неконтролируемым образом. Промежуточные гаметы средних размеров оказывались в невыгодном положении, потому что у них не было ни одного из тех преимуществ, которыми обладала каждая из двух экстремальных стратегий. У эксплуататоров в процессе эволюции размеры уменьшались все больше и больше, а подвижность все больше и больше возрастала. Размеры честных гамет все больше увеличивались, чтобы компенсировать уменьшение вклада, вносимого эксплуататорами, и они стали неподвижными, потому что эксплуататоры и так активно охотились за ними. Каждая честная гамета, вероятно, предпочла бы слиться с другой честной гаметой. По давление отбора, направленное на то, чтобы сдерживать эксплуататоров, должно было быть слабее, чем давление, заставлявшее эксплуататоров ловчить они рисковали потерять больше, а поэтому выиграли эволюционное сражение. Честные превратились в яйцеклетки, а эксплуататоры — в сперматозоиды. [c.114]

Большую роль в развитии эволюционного направления в физиологии сыграли работы отечественных ученых Н. А. Максимова, А. Н. Северцева, С. П. Костычева, Л. А, Орбели, А. А. Тах-таджяна, А. Л. Курсанова, А. В. Благовещенского, П. А. Генке-дя, Н. И. Антипова. Начиная с 30-х годов текущего столетия, почти все разделы физиологии растений в той или иной степени соприкоснулись с эволюционной теорией [611]. Положение о взаимосвязи функций и структур лежит в основе воззрений А. Л. Курсанова 9] на эволюцию транспортной системы растений Различные группы растений находятся по признаку организации их проводящей системы иа разных ступенях эволюционного процесса, причем эти различия, вероятно, следует рассматривать... как отдельные ветви эволюционного древа (с. 300). А. Л. Курсанов полагает, что каждый тип транспортной системы отвечает потребностям растений в соответствии с их видовой специфичностью и условиями окружающей среды. При потере такого соответствия на сцену выступает естественный отбор. [c.219]

Подводя итоги обсуждению иа правлениости микроэволюции, необходимо подчеркнуть, что возмон<по любое изменение направления эволюции популяций, за исключением обратного развития по уже пройденному пути. Любые другие направления будут рассматриваться как прогрессивное преобразование организации особей, составляющих эволюционную группировку и группировки в целом. Степень изменения направления эволюции, так сказать угол отклонения от первоначального направления, не может быть велика. Ои ограничен наличным спектром той части генотипической изменчивости, которая может быть подхвачена отбором при изменении эко- [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология